بهبود خواص شکل پذیری و جذب انرژی سازه های بتنی حاوی نانوسیلیکا در برابر زلزله

وقوع زلزله های متعدد و مرگبار در گوشه و کنار جهان، نگرش علمی و عملی برای مقاوم سازی سازه های جدید الحداث در برابر این بلای طبیعی را ضروری نموده است. در دنیای امروز بتن از پر استفاده ترین مصالح در جهان محسوب می شود و در ساخت سازه های مختلفی چون ساختمان، جاده ها و راه ها، مخازن و نیروگاه ها و ... کاربرد داشته و همه ساله توجه بزوهشگران و محققان را جهت بهبود و ارتقا کیفیت به خود جلب می کند. یکی از عیوب بتن بهنگام وقوع زلزله خاصیت تردی و عدم شکل پذیری مناسب آن می باشد که به دلیل جذب انرژی کمتر، می تواند آسیب پذیر باشد. امروزه در سرتاسر جهان مهندسان دریافته اند که استفاده از افزودنی ها یکی از بهترین راهکارهای علمی، عملی و اقتصادی برای افزایش شکل پذیری و کاهش خطرات ناشی از زلزله می باشد. نانو ذرات از افزودنی های جدید بوده که در قرن حاضر وارد چرخه صنعت شده و با وجود اندازه ریزشان خواص مواد را تحت الشعاع خود قرار می دهند. در این مقاله که حاصل کار آزمایشگاهی بر روی نمونه های حاوی نانوسیلیکا با طرح اختلاط به روش ACI-122 می باشد، علاوه بر تشریح جزئیات و نحوه ساخت، عمل آوری و آزمایشات صورت گرفته از قبیل مقاومت فشاری، کششی، خمشی، تنش کرنش و مدول الاستیسیته، با نتایج حاصله، مدل سازی تیر سازه ای در نرم افزار آباکوس انجام گرفته و سپس با تحلیل نتایج نرم افزاری، نقاط ضعف و قوت این نوع بتن مورد ارزیابی قرار گرفته و در نهایت راهکار های مناسبی برای دست یابی فراگیر و مطمئن به بتن نانویی ارائه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که با افزایش نسبت نانوسیلیکا به سیمان در محدوده 2 تا 4 درصد، مقاومت فشاری بتن حدود 80 درصد افزایش یافته و متناسب با آن مقاومت کششی و خمشی نمونه ها نیز افزایش پیدا می کند. نتایج تست تنش کرنش نیز مقدار ماکزیمم مدول الاستیسیته و جذب انژی را به بتن حاوی 4 درصد نانوسیلیس ربط می دهند. درنهایت نیز باتوجه به نتایج نرم افزاری و نمودارهای بدست آمده از آزمایشگاه، یک طرح بهینه که تعادل مناسبی بین آیتم های انجام گرفته در آن برقرار باشد، ارائه گردید.

Keywords:

بتن , شکل پذیری , زلزله , نانوسیلیس , آباکوس